(57)【要約】【課題】ウエーハの帯電を確実に防止することが可能なイオン注入装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】半導体ウエーハ１を載置するウエーハセット台２と、載置された半導体ウエーハ１にイオンビームを照射する手段３と、イオンビームに電荷を供給し、電気的に中性にする帯電防止手段９と、ウエーハセット台２及びウエーハセット台２の外周部で前記イオンビームの照射される領域に設けられるブロック４におけるイオンビームの照射量を検出する手段７と、検出された照射量に基づき、半導体ウエーハに適正な電荷を供給するように、帯電防止手段の動作を制御する手段８を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエーハを載置するウエーハセット台と、
載置された前記半導体ウエーハにイオンビームを照射する手段と、
前記イオンビームに電荷を供給し、電気的に中性にする帯電防止手段と、
前記ウエーハセット台及び前記ウエーハセット台の外周部で前記イオンビームの照射される領域に設けられるブロックにおける、イオンビームの照射量を検出する手段と、
検出された前記照射量に基づき、前記半導体ウエーハに適正な電荷を供給するように、前記帯電防止手段の動作を制御する手段を備えることを特徴とするイオン注入装置。
【請求項２】
前記ウエーハセット台及び前記ブロックを所定の電位とし、イオンビームの照射により、前記ウエーハセット台及び前記ブロックに流入する電荷を電流値として測定する手段を備えることを特徴とする請求項１記載のイオン注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の不純物領域形成等に用いられるイオン注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体装置において、イオン注入により不純物領域が形成されている。図２にイオン注入装置の概略図を示す。半導体ウエーハ１１は、導電性金属などから構成されるウエーハセット台１２に複数枚搭載されている。そして、ウエーハセット台１２の所定位置に対向して、イオンビーム照射手段１３が設けられている。
【０００３】
そして、ウエーハセット台１２の外周部には、導電性金属及びカーボンからなるブロック１４が設けられ、ウエーハ１１とイオンビーム照射手段１３の間には、ファラデー（導電性金属）１５が設けられている。このファラデー１５は、注入量計測ユニット１６に接続されており、ウエーハセット台１２は、帯電防止制御ユニット１７に接続され、さらに帯電防止装置の制御装置１８を介して帯電防止装置１９と接続されている。
【０００４】
このようなイオン注入装置において、イオンビーム照射手段１３より、ウエーハセット台１２の所定位置に載置されているウエーハ１１に対して、ファラデー１５を介して、イオンビームが照射される。そして、ファラデー１５に、帯電防止装置１９より電子（１次電子）をあるエネルギを持たせた状態で放出し、２次電子を生成し、これをイオンビームとともにウエーハ１１表面に供給することによりウエーハ１１の帯電を防止する。このときイオンビームは、走査しながらウエーハ１１全面を照射するが、ウエーハ１１に均一に照射するために、ウエーハサイズより広く照射されるので、ブロック１４によりウエーハセット台１２の外周部に照射されたイオンビームを吸収する。
【０００５】
帯電防止装置１９より供給した電子（１次電子）は、帯電防止回路の制御装置１８により元に戻るが、帯電防止に用いた電子（２次電子）分の電荷がファラデー内に蓄積されることになる。そこで、ファラデー１５にＧＮＤ側から供給される電子の量を、注入量計測ユニット１６で電流量として測定することにより、イオンビームの注入量を計測することができる。そして、予め設定された単位面積あたりの注入量及び予め算出された総注入量より、均一な注入が行われるように、この注入量計測ユニット１６及びイオンビームの走査回路（図示せず）により、制御が行われる。
【０００６】
このとき、常時、帯電防止装置１９より一定量の２次電子を供給すると、供給過多が生じてしまう。そこで、イオンビームが照射されたときに発生するＧＮＤ―ウエーハセット台間の電流を測定し、所定の電流量になるように、帯電防止装置の制御装置１８を制御する帯電防止制御ユニット１７をウエーハセット台１２に接続する。そして、帯電防止装置の制御装置１８にて所定の電流・電圧を印加することにより、イオンビームがウエーハセット台１２に照射されたときにのみに、帯電防止装置１９を動作させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のイオン注入装置においては、ウエーハ帯電防止装置の制御装置が動作するのは、照射されたイオンビームがウエーハセット台上に照射されて、帯電防止制御ユニットで検知されたときのみであり、これを外れてブロック等に照射されたときには動作しない構造になっている。従って、イオンビームがブロックに照射されているときには、イオンビームは検知されないため、帯電防止装置が停止し、イオンビームがウエーハ上に戻ってきてから再度動作することになる。しかしながら、このときイオンビームのウエーハ照射と帯電防止装置の動作に、タイムラグが発生し、ウエーハが帯電してしまう。ウエーハが帯電すると、半導体素子の電気的絶縁が必要な部分の絶縁が劣化し、素子破壊を誘発するなど歩留まり、寿命が悪化する。
【０００８】
近年、特に素子の微細化に伴い、絶縁劣化抑制の観点でのスペックもより厳しくなり、確実に帯電防止を行う必要が生じてきた。
【０００９】
そこで、本発明は、従来の問題を取り除き、ウエーハの帯電を確実に防止することが可能なイオン注入装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のイオン注入装置は、半導体ウエーハを載置するウエーハセット台と、載置された半導体ウエーハにイオンビームを照射する手段と、イオンビームに電荷を供給し、電気的に中性にする帯電防止手段と、ウエーハセット台及びウエーハセット台の外周部でイオンビームの照射される領域に設けられるブロックにおける、イオンビームの照射量を検出する手段と、検出された照射量に基づき、半導体ウエーハに適正な電荷を供給するように、帯電防止手段の動作を制御する手段を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明のイオン注入装置においては、ウエーハセット台及びブロックを所定の電位とし、イオンビームの照射により、ウエーハセット台及びブロックに流入する電荷を電流値として測定する手段を備えることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について、図を参照して説明する。
【００１３】
図１に本実施形態におけるイオン注入装置を示す。従来と同様に、半導体ウエーハ１が複数枚搭載されたウエーハセット台２の所定位置に対向して、イオンビーム照射手段３が設けられている。そして、ウエーハセット台２の外周部には、導電性金属及びカーボンからなるブロック４が設けられ、ウエーハ１とイオンビーム照射手段３の間には、ファラデー（導電性金属）５が設けられている。このファラデー５は、注入量計測ユニット６に接続されている。
【００１４】
そして、ウエーハセット台２とともにブロック４も帯電防止制御ユニット７と接続され、帯電防止装置の制御装置８を介して、帯電防止装置９と接続されている。
【００１５】
このようなイオン注入装置において、イオンビーム照射手段３より、ウエーハセット台２の所定位置に載置されているウエーハ１に対して、ファラデー５を介して、イオンビームが照射される。
【００１６】
このとき、ファラデー５にＧＮＤ側から供給される電子の量を注入量計測ユニット６で電流量として測定することにより、イオンビームの注入量が計測される。そして、この注入量計測ユニット６及びイオンビームの走査回路（図示せず）により、均一な注入が行われるように制御される。
【００１７】
一方、ウエーハセット台２及びブロック４は、帯電防止制御ユニット７と接続されている。ここで、これらにイオンビームが照射されたときに発生するＧＮＤ―（ウエーハセット台＋ブロック）間の電流（ディスク電流）を測定し、所定の電流量になるように、帯電防止装置の制御装置８を制御する。このとき、イオンビームがウエーハセット台２を外れてブロック４に照射されても検知されるため、ディスク電流量の急激な落ち込みによる帯電防止機能の停止に至ることはない。そして、帯電防止装置の制御装置８にて所定の電流・電圧を印加することにより、帯電防止装置９を動作させる。
【００１８】
このようにして、ウエーハ１上にイオンビームを照射する際に、イオンビームを電気的に中性にする電子を、必要なときに必要な量だけ供給することができ、ウエーハ表面の帯電を防止することができる。
【００１９】
本実施形態において、ウエーハセット台２及びブロック４を、帯電防止制御ユニット７と接続したが、イオンビームが照射される領域で、配管／配線などの領域にも接続されていることが好ましい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、ウエーハの帯電を確実に防止することが可能なイオン注入装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるイオン注入装置を示す図。
【図２】従来のイオン注入装置を示す図。
【符号の説明】
１、１１  半導体ウエーハ
２、１２  ウエーハセット台
３、１３  イオンビーム照射手段
４、１４  ブロック
５、１５  ファラデー
６、１６  注入量測定ユニット
７、１７  帯電防止制御ユニット
８、１８  帯電防止装置の制御装置
９、１９  帯電防止装置
【図１】
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【図２】
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